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◆南寧市兆冠環(huán)保科技有限公司◆

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廣西壯族自治區(qū)南寧市兆冠環(huán)?？萍加邢薰緦I(yè)致力于水處理環(huán)保領域，是一家技術實力雄厚的生產型企業(yè)。公司擁有一支高素質水處理專業(yè)技術人員組成的生產、工程技術和銷售團隊。在清水、循環(huán)水處理、中水回用、化學水處理、污水處理等多個項目有著先進的技術和質量優(yōu)良的產品。我公司同時是進口美國陽光反滲透藥劑西南地區(qū)總代理和美國海德能膜廣西地區(qū)推廣中心，可協(xié)助用戶對水質進行檢測，從而運用效、經(jīng)濟的解決方案。本公司的產品已廣泛應用于電子、 醫(yī)藥、造紙、制糖、化工、飲水、電鍍、紡織印染等行業(yè)。公司以“誠信為本、求實創(chuàng)新，品質兼優(yōu)、服務至上”為企業(yè)宗旨，以“誠信求實、開拓創(chuàng)新、追求雙贏”為經(jīng)營理念，通過先進的技術、優(yōu)質的產品、優(yōu)惠的價格、完善的服務，帶給廣大客戶的利益！

公司現(xiàn)有產品：

清水產品------------穩(wěn)定性二氧化氯溶液，濃度為2%、4%、8%，二氧化氯投加器和發(fā)生器、二氧化氯泡騰片（片）、游泳池片、寵物專用片、畜牧養(yǎng)殖專用片

反滲透專用產品----------反滲透專用阻垢劑、劑、絮凝劑、清洗劑、還原劑、保養(yǎng)劑

美國陽光反滲透藥劑------反滲透阻垢劑（PH-010、PH-135、PH-150、PH-191、PH-200、PH-300、PH-435）、反滲透劑（PH-020、PH-011）、絮凝劑PH-196、清洗劑PH-121

循環(huán)水處理產品----------緩蝕阻垢劑 、氧化型滅藻劑、非氧化型滅藻劑、磷酸三鈉、氨水、預膜劑、鈍化劑、粘泥剝離劑

鍋爐水處理產品----------鍋爐水專用緩蝕阻垢劑、鍋爐除垢防垢劑、鍋爐除焦除渣清灰劑、堿回收爐清灰劑、除垢劑、清洗劑、保護液、干燥劑、除氧劑

污水處理產品------------聚丙烯酰胺（陰陽離子、非離子、兩性離子、污水處理專用、選礦專用、洗煤專用、制香專用）、聚合氯化鋁（PAC）、消泡劑

造紙專用化學品----------造紙紙漿專用阻垢劑、造紙黑液蒸發(fā)器專用阻垢劑、造紙專用防腐劑

清洗劑系列產品----------酸洗緩蝕劑、清洗分散劑、中央空調清洗劑、清洗緩蝕劑、鈍化預膜劑、沖灰管道清洗劑、凝汽器(換熱器)清洗劑、油垢油焦清洗劑、高溫清洗劑

石灰系列產品------------石灰石（粉、塊）、生石灰、熟石灰（氫氧化鈣、消石灰）

公司其它產品------------氨基磺酸、亞硫酸氫鈉、氯酸鈉、硅磷晶、聚天冬氨酸、超濾藥劑

水處理設備及備品備件----RO反滲透系統(tǒng)、反滲透水處理設備、EDI、超濾（純水系列工程）、保安濾芯、反滲透陶氏膜、東麗膜、海德能膜、反滲透GE膜、納濾膜、超濾膜、米頓羅隔膜電磁加藥計量泵、石英砂、活性炭、離子交換樹脂、水質檢驗儀器等。

公司現(xiàn)有水處理技術服務：反滲透系統(tǒng)運行維護和服務、反滲透膜在線和離線清洗服務、膜組件化學清洗服務、反滲透膜清洗測試系統(tǒng)及清洗測試；水質檢測、分析；工業(yè)循環(huán)水處理技術服務、飲用水處理技術服務、工業(yè)清水處理技術服務、化學水處理技術服務、污水處理技術服務。

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反滲透的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

引言

隨著水資源危機的加劇和水環(huán)境質量的不斷惡化,水資源已演變成備受全世界關注的環(huán)境問題。對工業(yè)和生活廢水進行處理從而轉化成可飲用水已經(jīng)成為解決水資源危機的一條重要途徑。目前世界上的水處理技術是薄膜反滲透(RO)過濾[1]。反滲透過濾工藝由于不發(fā)生相變化和不需要酸堿再生,在能源緊張的今天具有非常重要的意義;并且,反滲透工藝生產過程中不使用酸、堿等對環(huán)境有害物。因此,在環(huán)境污染日益嚴重和人們的環(huán)保意識日益增強的今天,反滲透過濾工藝有著廣闊的應用前景。

1反滲透的發(fā)展簡介

我國的反滲透研究始于1965年,而1967年開始的全國海水淡化會戰(zhàn)則為CA不對稱反滲透膜的開發(fā)打下了良好的基礎[2]。因此我國對反滲透的開發(fā)與國外起步時間相差不大。但事實上由于原材料及基礎工業(yè)條件限制,生產的膜元件性能偏低,生產成本高,還沒有形成規(guī)?；a。而對超濾的研究探索則開始于70年代初。近年來反滲透技術在我國已得到廣泛應用。反滲透技術初只用于海水淡化,后來逐步擴大到苦咸水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面,產生了很高的經(jīng)濟效益。

2反滲透原理[3]

對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜,一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜稱之為理想的半透膜,當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側時,稀溶液中的溶劑將自發(fā)地透過半透膜向濃溶液一側流動,這一現(xiàn)象稱為滲透。圖1是滲透膜的選擇性示意圖。

當滲透過程達到平衡時,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個壓差,稱為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質,即與溶液的種類、濃度和溫度有關而與半透膜的性質無關。若在濃溶液一側施加一個大于滲透壓的壓力,溶劑的流動方向將與原來的滲透方向相反,開始從濃溶液向稀溶液一側流動,這一現(xiàn)象稱為反滲透(見圖2)。圖1滲透示意圖反滲透裝置就是利上述這一原理。

圖1 滲透膜的選擇性示意圖

圖2反滲透示意

利用高壓泵將待處理水增壓后,借助半透膜的選擇截留作用來除去水中的無機離子,由于反滲透膜在高壓情況下,只允許水分子通過,而不允許鉀、鈉、鈣、鋅、病毒、通過,所以它能獲得高質量的純水。

為了避免膜的淤塞,必須經(jīng)常沖洗鹽水側。當水滲透通過膜后,大部分的鹽被留在鹽水側,因此鹽水側的溶液濃度變得越來越高。如果不把廢棄溶液排掉,鹽水側的礦物質濃度終會超出溶質的溶解度范圍,會析出而在膜上形成水垢。為了避免鹽水側的濃度過高,在低壓系統(tǒng)中,回收的滲透物的體積一般保持在給水體積的1%~30%。比如說,每輸入5 L的水可回收1 L的滲透物,這時的膜就是以20%的回收率運行。

反滲透系統(tǒng)中的半透膜[4]:RO系統(tǒng)中所用的半透膜是由密度不均勻的薄層澆鑄而成的聚合體。也就是說,它們有一層極薄的(大約是1英寸的百萬分之幾)、高密度的阻礙層,底下為多孔性的大約有千分之幾英寸厚的支撐層。圖3表示了膜的橫截面的密度差異。

圖3半透膜的橫截面

現(xiàn)在已經(jīng)設計出了各具優(yōu)點的不同結構的膜,普遍的膜結構是螺旋形繞制的[5]。這種膜結構是將膜沿管繞制而成,在膜的兩半部分之間還安置了篩網(wǎng)。膜被黏貼在管上,膜間還放置了一個間隔篩網(wǎng),并在三個開口邊予以黏合,后整張膜被緊緊地纏繞在產品管上。模塊的這種結構比管狀結構能夠提供更多的接觸面積。然而,由于給水必須沿間隔篩網(wǎng)所形成的渠道流動,塵粒很容易被俘獲,因此,一般推薦使用5μm的預過濾器。

與傳統(tǒng)的水處理方法相比,反滲透技術有以下特點: ⑴在常溫條件下,采用無相變的物理變化對溶質和水進行分離; ⑵雜質去除范圍廣,不僅可以去除溶解的無機鹽類,而且還可以去除各類雜質; ⑶較高的除鹽率和水的回用率,可截留粒徑幾個納米以上的溶質; ⑷設備緊湊,占地面積少,自動化程度高,操作簡單,運行費用也低; ⑸不用大量的化學藥劑和酸、堿再生處理,化學廢液及廢酸、堿的排放量大大減少,環(huán)境效益及社會效益好[6,7,8]。

3 RO/LX除鹽系統(tǒng)介紹[9]

反滲透技術的特點:在外加壓力的作用下,使水溶液中的某些成分選擇性地通過,從而達到淡化、凈化或濃縮分離的目的。生水水質遠遠不能滿足原有的二級離子除鹽工藝的進水要求。離子交換樹脂發(fā)生污染和降解,多次出現(xiàn)再生不合格的現(xiàn)象,除鹽設備出力大大降低,周期制水量明顯減少,酸堿耗量急劇增加,環(huán)境污染加重,并且不能保證供給足夠合格的除鹽水。因此增加了反預滲透預除鹽,采用RO/LX除鹽方式。RO/LX除鹽系統(tǒng)介紹水處理除鹽系統(tǒng)改造為:在原有的生水加熱器和二級離子除鹽系統(tǒng)增加反滲透系統(tǒng)。生水加熱器反滲透處理技術的核心是膜質量和預處理水平。

與傳統(tǒng)的離子除鹽的水處理技術相比,具有如下的特點:分離過程中不用加熱,無相變化,能耗少;設備緊湊,占地少;操作簡單,適用性強,易于實現(xiàn)自動化,提高勞動生產率;出水水質穩(wěn)定合格;耗酸堿量降低,廢水排放量少,大大減少了環(huán)境污染;RO/LX系統(tǒng)與LX系統(tǒng)經(jīng)濟效益比較[10]而言,增理不但使水質大大改善,而且經(jīng)濟效益也十分明顯。

4 反滲透膜的應用[11]

(1)用于海水、苦堿水淡化[12]

反滲透膜分離技術已被廣泛應用于海水淡化。在全世界海水淡化裝置中約

有30%用反滲透方式來實現(xiàn)，用反滲透膜可脫去海水中99%以上的鹽離子。我國早在1968年起就在山東潮連島試用反滲透膜分離技術從海水制取飲用水。在示范工程的引導下，我國已建成百噸級以上反滲透海水淡化工程十余個，合計日產水為近30kt。

(2)用于處理重金屬廢水

對于處理重金屬廢水，國內外均進行了廣泛的研究。從20世紀70年代開始，反滲透已用于處理電鍍廢水，在具體工程中，反滲透法已大規(guī)模用于鍍鋅、鎳、鉻漂洗水和混合重金屬廢水的處理。目前，我國約有100套反滲透裝置應于電鍍廢水的治理，組件多采用內壓管式或卷式。據(jù)報道，用反滲透處理銅氰電鍍漂洗水已獲成功，截留率在99%以上。工業(yè)規(guī)模的反滲透系統(tǒng)被某廠用來處理磷酸鋅電鍍廢水，可使90%的廢水得到回用。研究表明，反滲透法還可用于處理鍍銀漂洗水。

(3)用于純水、超純水制備[13]

大慶宏偉熱電廠化學二分廠在鍋爐補給水處理系統(tǒng)的離子交換前，增加反滲透除鹽裝置，出水水質穩(wěn)定，達到了設計標準，運行費用每年節(jié)省1135.47萬元。包鋼薄板廠新水處理站采用反滲透技術處理黃河原水，經(jīng)過近一年的運行證明，工藝可行，效果理想，經(jīng)過反滲透處理后的出水水質可達到脫鹽水的水質要求。

(4)用于食品、飲料制造[14]

一般反滲透膜耐熱性為40°左右，不適宜用NTR-759 729HG于熱水等工藝用途 。NTR-759、729HG 等新開發(fā)的膜可用于90°下加熱， 可在下60°下連續(xù)使用，因而可用于食品制造中的濃縮、分離等。用管式反滲透法濃縮脫脂奶，可將固形物含量從原來8.5提高到27%，固形物透過率只有0.15%-0.2%，該技術在國外已得到成功應用。

5 環(huán)境等其他效益[15,16]

增加反滲透裝置每年可少耗大量的酸和堿,大大減少了酸堿對環(huán)境的污染,能取得很明顯的環(huán)境效益。環(huán)保要求中和池的廢水必須中和合格后排放。設計上采用加酸和加減中和及壓縮空氣攪拌的工藝,調整pH的工作量大。增加反滲透后再生的次數(shù)大大減少,酸堿排放量也大大減少,中和池的中和和排放次數(shù)相應減少,因此大大減輕運行人員的勞動強度,提高勞動效率。反滲透膜技術在制藥行業(yè)的應用:為了適應制藥用水越來越高的要求而被廣泛應用,它與傳統(tǒng)的制水工藝相比具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展,制藥用水的水質要求也在逐步提高,傳統(tǒng)的制水工藝如離子交換法已遠遠不能滿足其要求,為了適應這一發(fā)展的需要,先進、有效的水質凈化技術———反滲透膜技術廣泛應用在制藥行業(yè)水處理系統(tǒng)中。

6 應用研究前景及結語[17]

反滲透膜分離技術是20世紀60年代發(fā)展起來的一門新的膜分離技術,作為分離領域的一個分支,具有廣闊的發(fā)展前景。由于其優(yōu)良的分離性能,它的應用領域將越來越廣泛。今后反滲透的主要發(fā)展方向:①開發(fā)抗氧化性、抗酸堿性以及高透水性的新型膜材料。②開發(fā)具有低能耗、抗污染、耐高溫、高壓和特種分離等性能的反滲透膜組件。③反滲透膜組件與超濾、微濾、納濾、EDI等膜組件的組合應用。④新型氣體膜分離材料的研制[11]。另外,率先應用于航天工業(yè)的高技術RO系統(tǒng)已經(jīng)顯示出其強大的商業(yè)價值和市場前景。由于反滲透工藝對水中的無機鹽、有機鹽、微生物、熱源、膠體等具有良好的去除效果,因此發(fā)展與推廣很快,目前已經(jīng)廣泛應用于飲料、食品、醫(yī)藥、化工、電子等領域[18]。有資料預測反滲透工藝將取代其它工藝成為適用于任何水源的水處理方案。在水資源普遍匱乏的今天,對工業(yè)企業(yè)而言,如何提高水利用率以及降低水處理成本將是關系到企業(yè)以及社會利益的大問題,而新的水處理方法也在不斷地發(fā)展和成熟。膜分離技術作為一種新興的單元工藝,在水處理中所起的作用將會越來越重要。在水處理中運用膜分離技術,可以避免離子交換法經(jīng)常出現(xiàn)的諸如:由水質惡化引起的離子交換樹脂污染、穿透、再生周期縮短,出水水質惡化、用藥量增多等問題,同時降低了運行成本以及水處理成本,切實解決了目前所面臨的很多問題。

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GE系列

GE反滲透膜：AG2540FF、AG2540TF、AG4040C、AG4040CF、AG4040FF、AG4040NF、AG4040TF、AG8040C、AG8040F、AG8040F1296-WET、AG8040F-400、AG8040F1622-WET、AG8040N、AG8040N-400、AD2540F、AD4040F、AD8040F、AK2540FF、AK4040FF、AK8040F-365、AK8040F-400、Duraslick RO 2540、Duraslick RO 4040、Duraslick RO 8040、Duraslick RO 4040 HS、Duraslick RO 8040 HS、Duratherm HWS RO 2540、Duratherm HWS RO 4040、Duratherm HWS RO 8040、Duratherm HWS RO-HR 2540、Duratherm HWS RO-HR 4040、Duratherm HWS RO-HR 8040

GE納濾膜：HL2540FF、HL2540TF、HL4040FF、HL4040TF、HL8040F、HL8040F-400、HL8040N、Seasoft HR 8040、Seasoft HF 8040、Duraslick NF 2540、Duraslick NF 4040、Duraslick NF 4040 HS、Duraslick NF 8040、Duraslick NF 8040 HS

GE超濾膜：GE4026F、GE4040F、GE8040F、GH4026F、GH4040F、GH8040F、GK4026F、GK4040F、GK8040F、EW4025T、EW4026F、EW4040F、EW8040F、JX4040F、JX8040F

美國通用貝迪(GE-ARGO) 水處理藥劑：阻垢劑 Hypersperse MDC756 ，MDC754 ，MDC708，MDC706，MDC704，，MDC702，MDC200， MDC220， MDC150， MDC151，MSI300 ，MSI410，絮凝劑MPT150 清洗劑 Kleen MCT103 ，Kleen MCT511， Kleen MCT882， Biomate MBC781，BeztDearborn DCL95，BeztDearborn DCL30

陶氏系列

陶氏反滲透膜：BW30-440i、BW30-400/34i、BW30-400、BW30-365、BW30-400/34i –FR、BW30-365-FR、BW30-400-FR、TW30-1812-24、TW30-1812-36、TW30-1812-50、TW30-1812-75、TW30-1812-100、TW30-2026、TW30-2514、TW30-2521、XLE-2521、TW30HP-2526、TW30-2540、LP-2540、XLE-2540、TW30-4014、TW30-4021、XLE-4021、TW30-4040、LP-4040、XLE-4040、SW30-2514、SW30-2521、SW30-2540、SW30-4021、SW30-4040、SW30HRLE-4040

陶氏納濾膜：NF200-400、NF200-2540、NF200-400、NF270-400、NF270-2540、NF270-4040、NF90-400、NF90-2540、NF90-4040

陶氏超濾膜：DOWTM Ultrafiltration陶氏超濾膜

海德能系列

海德能反滲透膜：ESPA1、ESPA2、ESPA2+、ESPA4、ESPAB、ESPA1-4040、ESPA2-4040、ESPA4-4040、鹽清士、CPA2、CPA3、CPA3-LD、CPA4、CPA2-4040、PROC10、LFC1、LFC3、LFC3-LD、LFC2、LFC1-4040、LFC2-4040

海德能納濾膜：ESNA-K1、ESNA1-4040、ESNA1-LF、ESNA1-LF-4040、ESNA1-LF2

海德能超濾膜：HUF10-200、HUF10-90、HUF10-250、HUF8040

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水的物理化學性質

一、水的物理化學特性 1、水分子的結構：

2、水的特性：

（1）水的締合作用與密度（2）水的表面張力

（3）水的熱性質（4）黏度與流動性

（5）水的導電性能（6）水的光學性質

（7）鹽類離子的水化作用

二、物質在水中的溶解：水是良好的溶劑，對多種鹽類與氣體均具有良好的溶解能力，這一種性質對人類的生存及生產均有著十分密切的關系。

1、水對鹽的溶解

2、水對氣體的溶解：有多種氣體能溶于水中，其中有常見氣體在不同溫度下溶解

3、水的電離及其平衡

天然水的特性及在電廠中的應用

一、環(huán)境水體水的分布與循環(huán)

二、天然水體的雜質 天然水體中的水均含有多種雜質，歸納起來可分為三大類：懸浮物、膠體物及溶解物。

1、懸浮物 2、膠體物 3、溶解物（1）鹽類溶解物（2）溶解氣體（3）有機物

水質特性指標表示方法及含義

一、水質特性指標的表示方法

水質特性的各項指標通常均可用符號表示，其中硬度、溶解固形物、化學耗氧量等是采用英文名稱的個大寫字母表示。

水中雜質種類很多，其中為重要的特性指標是pH值、電導率、溶解氧、硬度、二氧化硅含量、納含量、鐵含量、氯離子含量、銅含量等。

二、主要水質特性指標的含義

1、總固形物與總溶解固形物

總固形物是指水中存在的全部固態(tài)物質，而總溶解固形物是指溶解組分的總量。

懸浮物=全固形物-溶解固形物

2.含鹽量與電導率

（1）含鹽量（2）電導率

3、酸度和堿度

（1）酸度它們與堿標準溶液作用至一定pH值所消耗的量定為酸度。

（2）堿度堿度是指水中所含能與強酸定量作用的物質的總量。

4、溶解氣體氧及二氧化碳

（1）氧氣（2）二氧化碳（3）二氧化硫

5、硬度

水中除堿金屬以外的金屬離子鈣、鎂、鐵、鋁、鋇、鍶、鋅等離子的總和即為硬度。（1）碳酸鹽硬度（2）非碳酸鹽硬度（3）負硬度

6、有機物與化學耗氧量

天然水體中的機物種類很多，組成十分復雜，無法分別測定，就是測定有機物總量也很困難。

（1）化學耗氧量（COD）（2）生化需氧量（BOD）（3）總有機碳（TOC）

電廠熱力系統(tǒng)中各種水的含義

（1） 原水：電廠選作水源未作任何處理的水，視不同地區(qū)而不同，一般為江水、湖水、水庫水或城市自來水網(wǎng)的水。

（2） 補給水：原水經(jīng)過各種工藝處理后補充鍋爐汽水損失的水。

（3） 給水：進入鍋爐的補給水又經(jīng)過除氧及調節(jié)PH值等工藝處理后送進鍋爐的水。

（4） 爐水：給水進入鍋爐后，在鍋爐本體蒸發(fā)系統(tǒng)中通常采用各種磷酸鹽處理工藝流動的水。

（5） 凝結水：鍋爐產生的蒸汽進入汽輪機，做完功后經(jīng)冷凝下來的水稱為冷凝水，它又進入熱力系統(tǒng)作為鍋爐給水的主要來源。

（6） 疏水：在熱呼系統(tǒng)中，供加熱器加熱的蒸汽冷凝后的水，也包括停機運行時蒸汽系統(tǒng)中冷凝下來的水。

（7） 其它生產用水：這里包括煤場用水和各車間生產用水。

（8） 生活用水：生活用水指非生產用水。

水的處理

水的預處理

混凝處理、沉降、沉清和過濾處理，就是以除去這些雜質為主要目的，使水中懸浮物的含量降至2～5mg/L以下，即得到澄清水，習慣上稱它們?yōu)樗念A處理。

水的混凝處理

混凝處理就是在水中投加適當?shù)幕瘜W藥劑，使水中微小的懸浮物以及膠體結合成大的絮凝體，并在重力作用下沉淀分離出來。投加的化學藥劑稱為混凝劑。

一、膠體的穩(wěn)定性與脫穩(wěn)

1、膠體的穩(wěn)定性

膠體是顆粒直徑在1～100nm之間的微粒，由膠體微料與分散介質（水）所組成的分散體系稱為膠體體系。

膠體的脫穩(wěn)：

膠體失去聚集穩(wěn)定性的過程稱為膠體脫穩(wěn)。膠體脫穩(wěn)的方法按其作用機理，可分為：①投加電解質；②投加與天然水中膠體電荷相反的膠體；③投加高分子絮凝劑。

二、混凝劑及助凝劑

1、混凝劑

常用的混凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩類：

（1）硫酸鋁（2）聚合鋁

（3）硫酸亞鐵（4）聚合硫酸鐵

2、助凝劑

有時為了提高混凝效果，在加混凝劑的同時，還加少量的助凝。

（1）調整pH值（2）氧化作用

（3）增大絮凝物的粒度、密度和牢固性

水的過濾處理

天然水經(jīng)混凝沉淀和沉清處理后，水中大部分懸浮物和膠體雜質被除去，但仍殘留有少量的細小懸浮顆粒。如果這樣的水直接進入下一步的離子交換處理（或電滲極、反滲透、電除鹽），會很快將離子交換劑（或膜）污染，降低其交換（或分離）能力，因此須作進一步處理。

水通過濾料層除去其中懸浮雜質的工藝稱為過濾，顆狀濾料過濾、膜狀濾料過濾、線狀濾料過濾。

一、 過濾機理：

過濾機理概括有以下三種作用：

（1）機械篩濾作用（2）慣性沉淀作用（3）接觸絮凝作用

二、濾料及濾層

用于過濾的多孔材料稱為過濾介質或濾料，過濾設備中堆積的濾料層稱為濾層。濾料和濾層厚度對過濾起重要作用。

1、用作濾料的物質，應具備以下條件：化學性能穩(wěn)定、截污容量大、機械強度好、粒度適當?shù)?。水處理中常用的粒狀濾料有石英砂、無煙煤粒、活性炭、大理石料、磁鐵礦和瓷砂等。

2、濾層

濾層厚度是指濾料在過濾設備中的堆積高度。

3、濾層中濾料的排布方式與過濾效果

（1）上向流過濾（2）雙向流過濾（3）雙層及多層濾料過濾

二、 過濾工藝：

過濾時，水中懸浮雜質被留，隨著濾層中雜質截留量的增加，水流過濾層時的水頭損失也相應增加，當水頭損失增加到一定程度以致影響產水量或出水質達不到要求時，濾池（過濾器）便停止過濾崦進行反沖洗。

反沖洗時，水由下而上穿過濾料層，濾料在水流中處于懸浮狀態(tài)，濾料得到清洗。清洗結束后，過濾重新開始。因此，過濾處理是過濾和反沖洗兩個過程的交替循環(huán)操作。

（一）過濾

1、過濾過程

失效點是由濾層特性和操作條件決定的。從出水水質來看，失效點是過濾后期出水合格與不合格的分界點。

2、過濾終點及判斷指標

3、過濾速度

（二）反沖洗

1、反沖洗方法：

2、反沖洗原理：

3、水流的均勻性：

三、過濾設備

過濾設備按承壓情況分壓力式和重力式兩大類，前者一般稱過濾器，后者一般稱濾池。

（一） 壓力式過濾器

1、過濾器結構

（1）進水裝置（2）配水系統(tǒng)

2、工作過程：

過濾器的一個運行周期包括：過濾一反洗一正洗

（二）LLY過濾器

該過濾器是以丙綸絲纖維為過濾介質的纖維具有強度高、化學穩(wěn)定性好（耐酸、堿和耐腐蝕）、吸水率低、表面積大、水流阻力小等特點。它在結構上無活性基團，對水中懸浮物的吸附屬干物理吸附，容易清洗。因此，它是一種比較理想的過濾材料。

目前應用較多的是浮動纖維過濾器

1、結構：

2、工作過程：

3、過濾器的特點：

（1）截污容量較大（2）出水水質好

（3）過濾阻力較?。?）流速高

離子交換除鹽

天然水經(jīng)凈水站處理后，除去了水中的懸浮物、膠體和大部分有機物，但水中的溶解鹽類并沒有改變，因此用于鍋爐補給水時，還必須進一步處理。除去水的溶解鹽類為普通的方法是離子交換法。

一、離子交換椿樹脂

1、離子交換樹脂的組成：

2、離子交換樹脂的合成：

3、離子交換樹脂的分類：

二、離子交換樹脂的性能指標：

離子交換樹脂在水處理中能得以廣泛應用，是因為它具有離子交換的性能和交換的可逆性。為了滿足水處理應用中的需要，人們制定了離子交換樹脂的性能指標和相應的標準。

1、粒度：

離子交換樹脂應顆粒大小適中。

2、密度：

離子交換樹脂的密度是指單位體積樹脂所具有的質量。

（1）濕真密度：（2）濕視密度：

3、含水率：

樹脂的含水率單位質量的濕樹脂（除去表面水份后）所含水分的百分數(shù)。

4、溶脹和轉型體積改變率：

當將干的離子交換樹脂浸入水中時，其體積會膨脹，這種現(xiàn)象稱為溶脹。

5、交換容量：

交換容量是表示離子交換樹脂能力大小的一項性能指標。

6、機械強度：

樹脂的機械強度是指樹脂在各種機械力作用下，抵抗破壞的能力。

7、耐熱性：

各種樹脂所能承受的溫度都有一個極限，超過此溫度，樹脂的熱分解就很嚴重。8、抗輻射性：

離子交換樹脂也像其他一些高分子化合物一樣，在射線作用下能引起輻射破壞。

離子交換器及其運行

一、順流再生離子交換器

順流再生離子交換器是離子交換裝置中應用早的床型，這種設備運行時，水流自上而下通過樹脂層；再生時，再生液也是自上而下通過樹脂層，即水和再生流的流向是相同的。

1、交換器的結構

體內設有進水裝置、排水裝置和再生液分配裝置。

（1）進水裝置（2）排水裝置（3）再生液分配裝置

順流再生離子交換器的運行通常分為五步，從交換器失效后算起為：反洗、進再生液、置換、正洗和制水。這五個步聚組成交換器的一個運行循環(huán)，稱運行周期。

膜法除鹽

膜法除鹽是指在某一推動力作用下，利用特定膜的透過性能分離水中離子、分子或膠體，使水得以凈化的膜分離技術。

反滲透脫鹽的基本原理：

反滲透是從動植物細胞膜的滲透現(xiàn)象中得到啟發(fā)而開發(fā)出來的一門新的水處理技術。細胞膜對物質的透過具有選擇性。有許多人造或天然膜對于物質的透過也有選擇性。醋酸纖維素膜，水容易透過它，而鹽難以透過它。

一、 反滲透脫鹽的基本條件：

在一定溫度下，用一張易透水而難透鹽的關透膜將淡水與鹽水隔開。其滲透方向和自然滲透方向相反，因此稱其為反滲透。反滲透過去的水分子隨壓力增加而增多。

反滲透脫鹽必須滿足兩個基本條件：①半透膜具有選擇地透水而不透鹽的特性;②鹽水與淡水兩室間的外加壓差(P) 大于滲透壓（II），則（P-II）0。

這里符合①的半透膜通常稱之為反滲透膜。目前，反滲透膜多用高分子材料制成，常見的是芳香聚酰胺反滲透膜和醋酸纖維素反滲透膜。

二、滲透壓：

滲透壓是選擇操作壓力和設計分離裝置的重要依據(jù)。滲透壓是溶液的一種固有特性，它隨溶質的種類，溶液濃度和溫度而變。

三、操作壓力：

操作壓力是指反滲透裝置的實際運行壓力，它由滲透壓、反滲透裝置的水流阻力、維持膜足夠的透水速度所必需的推動壓力所決定。

反滲透膜

一、反滲透膜材料

膜的分離性能與膜材料的分子結構密切相關。人們根據(jù)反滲脫鹽的要求，從大量的高分子材料中篩選出醋酸纖維素（CA）和芳香族酰胺（PA）兩大類膜材料。

目前使用多的是芳香族聚酰胺膜，pH值使用范圍可以擴展到3～11，但對水中游離氯比較敏感。

復合膜的特征是由兩種以上的材料制成的，它是一層由很薄且很致密的活性層與多孔支撐層復合而成的。多孔支撐層又稱基膜，起到增強機械強度的作用；致密層也稱表皮層，起脫鹽作用，故又稱脫鹽層；有的將致密層稱為活性層、功能層。

二、 反滲透膜的結構、分類：

1、膜的結構：

膜的結構包括宏觀結構和微觀結構。前者是指膜的幾何形狀，主要有板式、管式和中空纖維式三種；后者是指膜的斷面結構、結晶狀態(tài)和高分子鏈的取向等。

2、膜的分類：

膜的分類方法有多種。按膜材料主要分為醋酸纖維素膜和芳香聚酰胺膜；按制膜工藝可分為溶液相轉化膜、熔融相轉變膜、復合膜和動力膜；按膜結構特點可分為相膜、非對稱膜和復合膜。

三、反滲透膜的性能：

1、物質適移系數(shù)是表示反滲透裝置運行時濃差極化的指標。

生產實際中是通過保持足夠的濃水流量來減輕濃差極化的。濃水流量的限值稱為小濃水流量。

2、脫鹽率：

脫鹽率又稱除鹽率，通稱分離度、截留率。定義為經(jīng)反滲透分離后鹽的除去率。反滲透膜的脫鹽率一般大于99%。

3、透過速度：

在單位時間、單位膜面積上透過的水量稱水通量，又稱透水速度，通過溶劑透過速度，用Jw表現(xiàn)。當操作壓高，膜孔隙大，水溫高，鹽濃度低時，Jw大。濃差極化嚴重時，Jw明顯下降。

4、流量衰減系數(shù)：

即便在正常運行條件下，反滲透膜也會在壓力的長期作用下，隨著運行時間的延長孔隙率緩慢減少，水通量緩慢下降，這種現(xiàn)象稱為膜的壓密。

5、回收率：

反滲透從鹽水中獲得的淡水分率稱回收率，例如回收率65%表示從lt鹽水中分離出0.65t淡水。

6、耐氧化能力：

膜的耐氧化能力與膜材料有關。芳香聚酰胺膜和復合膜比醋酸維素膜更易受到水中氧化劑的侵蝕。

7、抗水解能力：

抗水解能力與高分子材料的化學結構和介質性質有關。當高分子鏈中具有易水解的-CON、-COOR、-CN、-CH2-O等時，就會在酸或堿的信息處理上發(fā)生水解或降解反應，于是膜被破壞。

反滲透裝置

反滲透應用于水處理工程，除膜本身外，還需要兩個配套部件：淡水室和濃水室（兼原水室）。反滲透必須與其他器件一起才能組合成具有引進高壓鹽水和收集淡水功能的設備。通常按水處理工藝需要，將多個膜元件組合起來形成一個較大的脫鹽單元，這種單元稱膜組件。

一、卷式反滲透膜元件（膜組件）

卷式膜元件和膜組件是應用廣泛的反滲透構件之一。

1、特點：

（1）水流通道由隔網(wǎng)空隙構成，水在流動過程中被隔網(wǎng)反復切割反復匯集呈波浪狀起伏前進，提高了水流紊動強度，減少了濃差極化。

（2）水沿膜表面呈薄層流動。這種薄層流動的設計提高了膜的裝填密度，也有利于降低膜表面的滯流層厚度，同時有利于減少濃差極化。

（3）膜的裝填密度比較高，僅次于中空纖維膜組件。

（4）抗污染能力比中空纖維式強。

（5）水流阻力介于管式與中空纖維式之間，當隔網(wǎng)中流速為0.25m/s，水頭損失一般為0.1～0.14Mpa。

2、結構

膜元件核心部分由膜、進水隔網(wǎng)和透過水隔網(wǎng)圍中心管卷繞而成膜、進水隔網(wǎng)和透過水隔網(wǎng)排列。

3、性能

一般用下列指標表示膜元件的性能：脫鹽率、水通量以及脫鹽率和水通量的年衰減速度。

4、使用條件

為了保證膜長期穩(wěn)定運行，膜生產廠家規(guī)定了使用膜元件時所限制的條件，包括：操作壓力、進水流量、溫度進水pH值范圍、進水濁度、進水SDI、進水余氯、濃縮水與透過水量的比例和壓力損失等。

（1）操作壓力（2）進水流量（3）濃水流量

（4）溫度

（5）進水pH值范圍（6）進水濁度

（7）進水SDISDI污染指數(shù)（Foullng Index簡稱FI），又稱淤塞指數(shù)，它是表示微量固體顆粒的水質指標。

（8）進水余氯（9）單支膜元件的濃縮水與透過水量的比

（10）單支膜元件壓力損失（11）膜元件的允許透水量

二、中空纖維膜組件

廣義地進，中空纖維膜組件是管式膜組件的一種特殊形式。中空纖維反滲透膜的外徑一般為40～250μm，超濾膜外徑一般大于0.5㎜。外徑與內徑之比值為2～4。

1、 特點

中空纖維膜組件具有如下特點：

（1）裝填密度高（2）無支撐體

（3）壓力損失大（4）清洗困難

（5）不能更換單根纖維膜

2、結構

中空纖維膜組件類似列管式換熱器，許多根中空纖維成捆形成一種圓柱形纖維束，放入一種圓筒形耐壓容器中，或者將其彎曲成U形后放入耐壓容器中。

反滲透裝置運行及維護：

一、反滲透裝置運行：

反滲透裝置的工作過程大致可劃分為四個階段：啟動、運行、停機和低壓沖洗。

① 啟動階段。是反滲透裝置由停機狀態(tài)向正常運行狀態(tài)的過渡，實際上是對反滲透系統(tǒng)的沖洗過程，即將RO裝置充滿水，排除空氣，排放不合格的淡水。沖洗時間一般為60s左右。

② 運行階段。就是當沖洗至淡水質量達到要求后，停止排放淡水，向淡水箱或后續(xù)系統(tǒng)供應淡水的過程，是反滲透系統(tǒng)生產淡水的過程。

③ 停機階段。是反滲透裝置由正常運行狀態(tài)轉入停止運行狀態(tài)的過程，主要特征是高壓泵停止運轉。

④ 低壓沖洗。又稱停機沖洗，此階段是用淡水置換濃水的過程，即用淡水沖洗反滲透裝置，直到濃水側排水水質與淡水水質基本相同為止，時間通常為10min。

啟動RO設備時，應緩慢開啟進水閥，防止反滲膜因壓力的瞬間突增而破壞。運行中應注意背壓，避免膜的淡水側力高于進水及濃鹽水側的壓力。不論運行還是停運，都必須防止反滲透膜的脫水，因為反滲透膜一旦脫水，會造成不可恢復的損傷。

二、膜污染

膜污染是指被處理溶液中的微粒、膠體粒子或溶質與膜發(fā)生相互作用，或因濃差極化使某些物質在膜表面濃度超過其溶解度而引起這些物質在水流通道、膜表面或膜孔內吸附、沉積，造成孔道或水流通道變小或堵塞的現(xiàn)象。

1、污染物類型

水源不同，污染物類型不同，清除污染物的方法也不同。

（1） 按主要化學成分分類有以下幾種：

1）碳酸鹽型2）硫酸鹽型

3）金屬氧化物型4）硅酸型

5）生物型6）有機型

2、防止膜污染的一般方法：

（1）進水預處理：

1）加熱2）調節(jié)pH值

3）除去多價離子4）添加穩(wěn)定劑

5）預過濾6）加入離子隱蔽劑

鍋爐水處理及水質控制

鍋爐給水處理與水質控制

鍋爐給水主要由凝結水、疏水及補給水組成，這其中包括凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器及省煤器等主要設備。

一、給水系統(tǒng)中的主要設備

1、熱力除氧器

熱力除氧器是給水系統(tǒng)中重要的設備，是保證給水水質的關鍵性裝置。

給水除氧通常需要采用兩種方法來實施，首先通過熱力除氧器除去給水中絕大部分的氧，然后再采用化學除氧劑，通常為聯(lián)氨，以進一步消除給水中殘存的氧，使給水中溶氧保證能降至標準規(guī)定的7μg/L以下。

2、加熱器

加熱器分高壓加熱器及低壓加熱器。它們是由許多銅管或鋼管及外殼組成的，水在管內通過，被管外的蒸汽所加熱。在給水泵以前的加熱器，由于通過的凝結水壓力較低，故稱為低壓加熱器，而給水泵后的加熱器通過的給水壓力高，故稱為高壓加熱器。

3、水泵

熱力系統(tǒng)中的給水泵、凝結水泵及爐水泵等均是熱力系統(tǒng)中的重要輔助設備。

給水泵的作用是將給水打入鍋爐，給水中斷可能使鍋爐受到嚴重損害，故給水泵必須有很高的運行可靠性。

4、省煤器

省煤器是由布置在鍋爐尾部煙道中的蛇形管所組成，其作用是利用煙氣余熱提高給水溫度。

二、給水處理方法

1、溶解氧

熱力設備的材質主要為碳鋼，碳鋼在水中的腐蝕主要是由電化學腐蝕過程，也就是金屬表面在導電介質（給水中）因電化學作用而產生破壞。

2、二氧化碳

給水來源于凝結水、疏水及補給水，它們均含有一定量的二氧化碳。特別是在疏水中，由于大量空氣溶入，所以二氧化碳含量更高一些。

給水經(jīng)熱力除氧后，還要輔以化學除氧，通常采用聯(lián)氨作為除氧劑。在給水處理中，去除溶氧及二氧化碳就成為關鍵性要求。

3、電導率

電導率能夠方便、快捷地反映給水中含鹽量的高底。給水中的含鹽，如含硅、含鈉、含鐵、含銅等雜質終將在爐水中得到濃縮，并有部分帶入蒸汽，因而就可直接導致鍋爐管腐蝕及汽輪機通流部位積鹽，對機組的運行帶來嚴重影響。

（二）給水處理方法

給水處理方法有很多，汽包鍋爐與直流鍋爐也不盡相同。

1、給水的化學除氧

給水通過熱力除氧器可將其中絕大部分溶氧除去，然后再輔以化學除氧，即往水中加入可以與氧反應的還原性藥劑，將給水中的溶氧降至更低水平。

2、給水的加氨處理

加氨處理時必須維持下述條件，以獲得的處理效果。

（1）加氨量不宜過多，通常給水中允許氨含量為1～2mg/L，以減少氨在凝汽器局部的富集，造成銅管的氨蝕。

（2）加氨處理與聯(lián)氨處理往往一并進行，這樣處理的給水中銅、鐵含量明顯降低。

（3）要根據(jù)運行水化學工況要求來調整加藥量，根據(jù)不同情況選擇合適的加氨點，氨可加入給水、補給水、凝結水，甚至直接加入汽包中。

鍋爐爐水處理與水質控制

一、鍋爐水汽系統(tǒng)

鍋爐由兩大部分組成：一為鍋，即鍋爐的汽水部分；二為爐，即鍋爐的燃燒部分。

1、汽包

汽包是鍋爐的核心部件。汽包與上升管、下降管及下聯(lián)箱組成循環(huán)回路。同時，它又接受由省煤器送入鍋爐的給水，當給水被加熱形成蒸汽后，又向過熱器輸送飽和蒸汽，故它是加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐，是汽包鍋爐中為關鍵的設備。

汽包中裝有各種設備，如汽水分離裝置、清洗裝置、排污裝置、加藥裝置等，以保證蒸汽品質。

2、水冷壁管

水冷壁管是輻射蒸發(fā)受熱面。

3、下降管

下降管的作用是把汽包中的水連接不斷地送入下聯(lián)箱，供給水冷壁。

由于下降管布置在爐墻外，不受熱，一方面提高循環(huán)的可靠性，另一方面又保護了爐墻。

4、過熱器與再熱器

過熱器是鍋爐的重要組成部件，它的作用是將飽和蒸汽加熱到一定溫度的過熱蒸汽。

二、爐水的水質要求

運行中鍋爐排放高含鹽量的爐水，即為鍋爐排污，鍋爐排污又分為連續(xù)排污與定期排污兩種。

所謂連續(xù)排污，其目的是為了排出爐水中部分鹽分，使爐水含鹽量保持在規(guī)定的范圍內，定期排污的目的是為了排除爐水中的沉淀物，調整爐水水質，以補連續(xù)排污之不足。

爐水水質直接關系到蒸汽質量。爐水主要控制指標是pH值、磷酸根（磷酸鹽處理）、電導率、二氧化硅、氯離子、鐵、銅等項目，特別是前四項。

在爐水水質各項控制指標中，pH值至關重要，為了防止爐管的腐蝕，爐水pH值必須加以嚴格控制。

2、爐水處理方式

爐水處理方式主要分為兩類：一是磷酸鹽處理二是揮發(fā)性處理

應用普通的為各種磷酸鹽處理方式。

（1）一般磷酸鹽處理（2）協(xié)調磷酸鹽處理

蒸汽品質的控制與防止積鹽

鍋爐產生蒸汽，由蒸汽沖動汽輪機，由汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電的。

鍋爐產生的蒸汽必須符合設計規(guī)定的壓力與溫度，蒸汽中的雜質含量不允許超過一定限度，也就是必須保證蒸汽品質達到標準規(guī)定的要求，以防止汽輪機通流部位產生積鹽與腐蝕。

二、蒸汽污染

蒸汽污染的根本原因是鍋爐給水中所含雜質。

爐水中雜質進入蒸汽是造成蒸汽污染的主要原因。

1、機械攜帶

蒸汽攜帶爐水叫做機械攜帶，機械攜帶量的多少取決于帶出爐水及含鹽量濃度的大小。

2、選擇性攜帶

蒸汽溶解鹽類叫做溶解性攜帶，由于蒸汽對鹽類溶解具的選擇性，故又稱為選擇攜。

三、蒸汽凈化

為了提高蒸汽品質，可采取以下幾種措施：

（1）在汽包內部裝有汽水分離裝置，降低蒸汽對水滴的攜帶。

（2）蒸汽清洗：

所謂蒸汽清洗就是用含鹽量低的清潔水與蒸汽接觸，使得已經(jīng)溶于蒸汽的鹽轉移到清潔水中，以減少蒸汽中的溶鹽，所以說是利用給水與爐水含鹽量濃度的巨大差異來實現(xiàn)清洗的。

（3）鍋爐排污：

在鍋爐運行中，將含鹽濃度較大的爐水排走，稱為鍋爐排污。它又分為連續(xù)排污及定期排污兩種方式。連續(xù)排污是從汽包水容積中含鹽濃度的部位引出。定期排污是從蒸發(fā)面受熱點（如水冷壁下聯(lián)箱）引出，以排除爐水中的沉渣、鐵銹等雜質。

（4）確定運行工況。

四、汽輪機積鹽與腐蝕

蒸汽品質控制不好將導致汽輪機通流部位產生積鹽和腐蝕，有可能對機組的經(jīng)濟運行帶來嚴重影響。在汽輪機的鹽類沉積物中，主要為鈉化合物、硅酸及鐵氧化物等。

蒸汽做完功后冷凝結水，故蒸汽品質與凝結水水質有著直接的聯(lián)系。而凝結水經(jīng)精處理后又返回鍋爐，實現(xiàn)汽水循環(huán)運行。因而蒸汽品質的控制，成為熱力系統(tǒng)用水的重要部分。

凝結水處理與水質控制

在汽輪機做功后的蒸汽經(jīng)冷凝下來的水稱為凝結水。凝結水經(jīng)處理后再匯入給水系統(tǒng)，成為熱力系統(tǒng)用水的主要來源。

在熱力系統(tǒng)水汽循環(huán)回路中，任何一個環(huán)節(jié)的水質好壞都將影響機組的經(jīng)濟運行，而凝結水量很大，因而凝結水水質對整個熱力系統(tǒng)運行有著特別重要的作用。

凝結水的水質要求：

對凝結水的若干重要指標作出了明確規(guī)定，這些指標包括硬度、溶解氧、電導率、鈉、二氧化硅等。

水中硬度的存在易發(fā)生結垢，溶解氧是導致金屬腐蝕的重要因素。電導率反映水中含鹽量的高低，它與熱力設備腐蝕及積鹽密切相關。鈉與二氧化硅進入鍋爐，易被蒸汽攜帶進入汽輪機，故對這些特性指標必須嚴格加以控制。